一种制备慢回弹聚氨酯泡沫用的表面活性剂及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及精细化工领域的表面活性剂，具体为一种制备慢回弹聚氨醋泡沫用的 有机娃表面活性剂及其制备工艺。
【背景技术】
[0002] 慢回弹聚氨醋泡沫俗称记忆海绵、慢回弹海绵、粘弹性海绵或宇航棉等。该类慢回 弹聚氨醋泡沫的发泡体系主要成分包括异氯酸醋如甲苯二异氯酸醋（TDI)、聚酸多元醇、发 泡剂、催化剂及有机娃表面活性剂等成份。由于生产技术复杂、成本高，慢回弹聚氨醋泡沫 目前主要用于能提供特殊舒适性的高档床垫、枕头等家居用品的生产，W及某些贵重精密 仪器、设备等需要特殊保护的包装物的生产。在运些应用领域中，要求所使用的聚氨醋泡沫 具有优越的粘弹性力学性能、均匀细密的泡孔结构等性能。要达成运些优越的性能需要特 殊的有机娃表面活性剂。
[0003] 目前国内尚无专口用于慢回弹聚氨醋泡沫生产所需的有机娃表面活性剂。许多厂 家使用普通海绵的有机娃表面活性剂代替昂贵的进口慢回弹海绵专用有机娃表面活性剂， 运样生产的慢回弹海绵往往导致泡沫的慢回弹性能明显变差，而且泡孔结构参差不齐，泡 沫手感差。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是克服现有的技术中有机娃表面活性剂导致慢回弹聚 氨醋泡沫沫的慢回弹性能明显变差，而且泡孔结构参差不齐，泡沫手感差的缺陷，提供一种 专口用于慢回弹聚氨醋泡沫生产所需的高性能有机娃表面活性剂的配方及其制备工艺。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
[0006] 一种制备慢回弹聚氨醋泡沫用的表面活性剂，该表面活性剂为有机娃表面活性 剂，该有机娃表面活性剂含有环状结构的硅氧烷主链和甘油基聚酸，其中所述环状结构的 硅氧烷主链的分子结构满足通式（I):
[0007]
阳00引其中，X选自20~80的整数，y选自1~10的整数， W〇9] 二甲基娃氧烷基
（下柄X对应的基团）和单甲基娃氧烷基
(下标y对应的基团）呈无规则排列，
[0010] R的结构通式（II)如下：
[0011]
[0012] 其中：a选自1~6的整数，典型的取值是3 ;b选自10~50的整数；C选自15~ 60的整数；R'为C1-C4的烷基；
[0013] 所述甘油基聚酸的主要作用是促进式（I)结构的分子在所述的慢回弹聚氨醋发 泡体系中的均匀分布；
[0014] 所述甘油基聚酸的分子结构式（III)如下：
[0015]
[0016] 其中m取自10~50的整数，n取自3~20的整数，R"为C1-C4的烷基或者氨原 子。
[0017] 本发明的制备慢回弹聚氨醋泡沫用的有机娃表面活性剂的制备工艺，包括如下几 个步骤： 阳01引 （1)在反应蓋中加入1~10重量份的締丙醇、20~45重量份的环氧乙烧和50~ 70重量份的环氧丙烷，在0. 1~0. 5重量份的碱性催化剂作用下，控制反应溫度90°C~ 130°C、反应压力不大于0. 5MPa的条件下，反应4~6小时，当系统压力降低至小于0. 15MPa 时降溫停止反应，经中和、过滤及抽提处理后得到締丙基封端的含有氧化乙締与氧化丙締 基团的共聚酸；
[0019] 其中所述的碱性催化剂为氨氧化钟、氨氧化钢或双金属催化剂；
[0020] 0)将步骤（1)中制得的締丙基封端的含有氧化乙締与氧化丙締基团的共聚酸与 金属钢在85~120°C溫度下反应。金属钢与共聚酸的摩尔比为1. 1~2. 0:1，反应至体系 无气泡产生；然后通入过量的面代烧控反应4~6小时；待反应结束后，向体系中加入蒸馈 7心揽拌，降溫至80°C，调节抑值至6. 5~7. 0,静置，待油水两相分层，除去水化将获得的 油相进行抽真空，加入脱色剂并过滤得烷基封端的共聚酸；
[0021] (3)将二甲基二氯硅烷与一甲基二氯氨硅烷按摩尔比为10~20:1混合，加入过量 蒸馈水，于30°C~50°C条件下反应，直至水解反应结束，将油相与水相分离，得到具有环状 结构的含氨硅油；
[0022] (4)将步骤（2)所得烷基封端的共聚酸、步骤（3)所得含氨硅油、催化剂加入到反 应蓋中，在80°C~120°C、0. 5~2atm的条件下，反应3~8小时。
[0023] 其中，烷基封端的共聚酸与含氨硅油的投料质量比为2~10:1;
[0024] 反应结束后，往其中加入一定量的具有W上结构式（III)所示的甘油聚酸，甘油 聚酸占混合物总量的5~20% ;混合均匀，即得到所述的有机娃表面活性剂。
[0025] 进一步的，所述步骤（4)中，所采用的催化剂为含有销、钮或锭的化合物，其用量 为所述的締丙基封端的共聚酸和含氨硅油总质量的百万分之五~百万分之二十。
[00%] 优选的催化剂为氯销酸或者销-1，3-二乙締基-1，1，3, 3-四甲基硅氧烷络合物。
[0027] 与现有技术相比，本发明提供的有机娃表面活性剂由于在分子结构设计方面的创 新，能有效改善慢回弹聚氨醋泡沫的泡孔结构，并显著提高泡沫的慢回弹力学性能，使其更 符合消费者对慢回弹泡沫的使用要求：
[0028] 一、本专利采用具有环状结构的低含氨硅油与締丙基聚酸进行接枝反应，由此合 成的表面活性剂具有优异的稳泡性，在发泡过程中起到很好的稳定泡沫的作用，同时增强 相邻泡孔骨架之间的连接，保证生产的泡沫具有均匀细密的泡孔结构及适宜的慢回弹力学 性能；
[0029] 二、本发明使用的甘油聚酸能够促进含氨硅油及締丙基聚酸共聚物与其他发泡组 份之间的乳化，进一步增强发泡体系的互溶性，使生产的泡沫泡孔结构更加均匀细密，从而 具有更好的手感。
【具体实施方式】
[0030] W下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用 于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 阳0川实施例
[0032] (1)W締丙基为端基的环氧丙烷及环氧丙烷共聚酸的合成：在反应蓋中加入1~ 10重量份的締丙醇、20~45重量份的环氧乙烧和50~70重量份的环氧丙烷，在0. 1~ 0. 5重量份的碱性催化剂作用下，控制反应溫度90°C~130°C、反应压力不大于0. 5MI^a的条 件下，反应4~6小时，当系统压力降低至小于0. 时降溫停止反应，经中和、过滤及抽 提处理后得到W締丙醇为起